温度对Zn(II)-TiO2体系吸附可逆性的影响

李薇 潘纲 陈灏 张美一 何广智 李晋 杨玉环

引用本文: 李薇, 潘纲, 陈灏, 张美一, 何广智, 李晋, 杨玉环. 温度对Zn(II)-TiO2体系吸附可逆性的影响[J]. 物理化学学报, 2007, 23(06): 807-812. doi: 10.3866/PKU.WHXB20070603 shu
Citation:  LI Wei, PAN Gang, CHEN Hao, ZHANG Mei-Yi, HE Guang-Zhi, LI Jin, YANG Yu-Huan. Temperature Effects on Adsorption-Desorption Irreversibility of Zn(II) onto Anatase[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2007, 23(06): 807-812. doi: 10.3866/PKU.WHXB20070603 shu

温度对Zn(II)-TiO2体系吸附可逆性的影响

摘要:

用延展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了不同温度对Zn(II)-锐钛矿型TiO2吸附产物微观构型和吸附可逆性的影响机制. 宏观的吸附-解吸实验表明, 不同温度下的吸附等温线可以用Langmuir 模型进行较好的描述(R2≥0.990). 随温度升高, 吸附等温线显著升高, Zn(II)在TiO2表面的饱和吸附量由5 ℃时的0.125 mmol·g-1增至40 ℃时的0.446 mmol·g-1; 而体系的不可逆性明显减弱, 解吸滞后角θ由32.85°减至8.64°. 求得体系反应的热力学参数⊿H、⊿S分别为24.55 kJ·mol-1 和159.13 J·mol-1·K-1. EXAFS结果表明, Zn(II)主要是通过共用水合Zn(II)离子及TiO2表面上的O原子结合到TiO2表面上,其平均Zn-O原子间距为RZn-O=(0.199±0.001) nm. 第二配位层(Zn-Ti 层)的EXAFS图谱分析结果表明, 存在两个典型的Zn-Ti 原子间距, 即R1=(0.325±0.001) nm (边-边结合的强吸附)和R2=(0.369±0.001) nm(角-角结合的弱吸附). 随温度升高, 强吸附比例(CN1)基本不变而弱吸附比例(CN2)增加, 两者比值(CN1/CN2)逐渐减小. 该比值的变化从微观角度解释了宏观实验中温度升高, 不可逆性减弱的吸附现象.

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  • 发布日期:  2007-06-04
  • 收稿日期:  2006-12-14
  • 网络出版日期:  2007-04-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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